Avaliação de Ulex Europaeus

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Artículo Original / Original article / Artigo original
DOI: 10.22507/pml.v16n1a6
REVISTA PRODUCCIÓN + LIMPIA–Vol. 16 No 1 – enero/junio – 2021 / J. Santana
Evaluación de Ulex Europaeus (FABACEAE) como Coagulante Natural para el Tratamiento del Agua
1 Artículo original derivado del proyecto de investigación: Depuración de aguas residuales resultantes de procesos 
productivos en empresas del sector curtiembres a través de tratamientos alternativo, del Centro de Gestión Industrial, 
Servicio Nacional de Aprendizaje SENA., ejecutado entre 01 de febrero 2020 y el 15 diciembre de 2020; Grupo de 
investigación NEURONA; Financiado por SENNOVA, Sistema de Investigación, Desarrollo Tecnológico e Innovación 
del SENA. – Colombia.
2 Magíster en Administración de Empresas con especialidad en Gestión Integrada de la Calidad, Seguridad y Medio 
Ambiente, Ingeniero Ambiental; Instructor Investigador. Servicio Nacional de Aprendizaje SENA Regional Distrito 
Capital. Correo: jesantana@sena.edu.co / ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7097-0510 
3 Magíster en Ingeniería Ambiental, Universidad Nacional de Colombia. Ingeniera Ambiental de la misma Universidad, 
Instructora Investigadora. Centro Agropecuario de Buga. SENA. Regional Valle.
Correo: apuertam@sena.edu.co / ORCID: 0000-0003-2066-3525 
4 Tecnóloga en control ambiental, Especialista en producción y consumo sostenible, Servicio Nacional de Aprendizaje 
SENA, Tecnóloga en Control Ambiental, Auxiliar de Investigación, Centro de Gestión Industrial - SENA.
Correo: vtgonzalez@sena.edu.co / ORCID: 0000-0001-6648-7948
Autor para Correspondencia: jesantana@sena.edu.co
Recibido: 02/12/2020 Aceptado: 06/08/2021
*Los autores declaran que no tienen conflicto de interés
Evaluación de Ulex Europaeus (FABACEAE) como Coagulante 
Natural para el Tratamiento del Agua1
Javier Enrique Santana2, Astrid Lili Puerta Monsalve3, Valery Tatiana González4
Resumen
Introducción: El Ulex europaeus es un arbusto 
leñoso perteneciente a la familia FABACEAE 
de las leguminosas, conocida en idioma inglés 
como Gorse y en Colombia con el nombre 
de retamo espinoso. Esta planta perenne, 
oportunista y de espinosa ramificación, presenta 
un alto potencial invasivo que se adapta muy 
bien a ecosistemas modificados (Beltrán y 
Barrera, 2014), ocasionando graves impactos 
ambientales y desequilibrio ecosistémico 
(Amaya-Villarreal y Rengifo, 2010). Objetivo: 
Evaluar el Ulex europaeus como alternativa de 
coagulante natural para el tratamiento del agua. 
Materiales y Métodos: Metodológicamente se 
preparó una solución con Ulex europaeus al 1 %, 
suministrada en dosificaciones de 3, 6, 9, 12 y 
15 mL y 3 (tres) niveles pH 5, 7 y 9 , siguiendo la 
técnica de coagulación-floculación mediante la 
prueba de test de jarras con un nivel de confianza 
del 95 % (α=0.05). Resultados: Como resultado, 
se obtuvo que esta planta posee propiedades 
coagulantes y que, a diferentes dosificaciones 
y niveles de pH, se logran alcanzar eficiencias 
de remoción de turbidez del 40 % (pH 3 y 
dosificación de solución coagulante de 6 mL). 
Conclusiones: De esta manera, se concluye que 
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hay una relación directa entre el pH inicial 
de la muestra y el volumen de dosificación 
de la solución coagulante los cuales inciden 
en las eficiencias de remoción de turbidez.
Palabras clave: Calidad del agua, 
contaminación del agua, tratamiento de agua.
Evaluation of Ulex Europaeus 
(FABACEAE) as Natural Coagulant 
for Water Treatment
Abstract
Introduction. The Ulex Europaeus is a 
woody shrub Pertaining to the family Fabáceas 
of the legumes, Known internationally like 
Gorse and in Colombia with the name of 
Thorny Retamo. This perennial, opportunistic 
and spiny branching plant has a high invasive 
potential that adapts very well to disturbed 
ecosystems (Beltrán y Barrera, 2014), 
causing serious environmental impacts and 
ecosystem imbalance (Amaya-Villarreal y 
Rengifo, 2010). Objective. The objective of 
the study is to evaluate Ulex europaeus as a 
natural coagulant alternative for the primary 
treatment of water. Materials and methods. 
Methodologically it was prepared with Ulex 
europaeus solution the 1 % which was 
supplied at dosages 3, 6, 9, 12 y 15 mL and 3 
(three) pH levels, following the coagulation-
flocculation technique by testing jugs with 
confidence level 95 % (α=0.05). Results. 
Results It was obtained that this plant 
possesses coagulant properties, which at 
different dosages and pH levels are achieved 
achieving a turbidity removal efficiency of 
40 % (pH 3 and coagulant solution dosage 6 
mL). Conclusions. In this way, it is concluded 
that there is a direct relationship between 
the initial pH of the sample and the dosing 
volume of the coagulant solution, which 
affect the efficiencies of turbidity removal.
Keywords: Water quality, water pollution, 
water treatment.
Avaliação de Ulex Europaeus 
(Fabaceae) como Coagulante 
Natural para Tratamento de Água
Resumo
Introdução. Ulex europaeus é um arbusto 
amadeirado pertencente à família fabaceae 
de leguminosas, conhecido na língua inglesa 
como gorse e na Colômbia com o nome de 
retamo espinoso. Esta perene, oportunista 
e de ramificação espinhosa, tem um alto 
potencial invasivo que se adapta muito bem 
aos ecossistemas modificados (Beltran e 
Barrera, 2014), causando sérios impactos 
ambientais e desequilíbrio ecossistêmico 
(Amaya-Villarreal e Rengifo, 2010). Objetivo. 
O objetivo do estudo é avaliar a Ulex 
europaeus como uma alternativa natural 
de coagulante para o tratamento da água.. 
Materiais e Métodos. Metodologicamente 
foi elaborado com solução Ulex europaeus 
o 1% que foi fornecido em diferentes doses 
3, 6, 9, 12 y 15 mL e 3 (três) níveis de pH, 
seguindo a técnica de coagulação-floculação 
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por meio de testes de jarros com nível de 
confiança de 95 % (α = 0,05). Resultados. Foi 
obtido que esta planta possui propriedades 
coagulantes, que em diferentes dosagens 
e níveis de pH são alcançados alcançando 
uma eficiência de remoção de turbidez de 
40 % (pH 3 e dosagem de solução coagulante 
6 mL). Conclusões. Desta forma, conclui-se 
que existe uma relação direta entre o pH 
inicial da amostra e o volume de dosagem da 
solução coagulante, o que afeta as eficiências 
de remoção da turbidez.
Palavras-chave: Qualidade da água, 
poluição da água, tratamento da água.
Introducción
La coagulación es el proceso de 
adición de una sustancia química 
denominada coagulante, la que produce la 
desestabilización eléctrica de las partículas 
que se encuentran suspendidas en el agua. 
Esta actividad se efectúa en unidades de 
tratamiento, específicamente en tanques 
de mezcla rápida, donde se dosifica el 
coagulante al agua y se somete a una 
agitación intensa para formar una mezcla 
homogénea en menor tiempo (Carrasquero et 
al., 2017). Este proceso permite la remoción 
de compuestos que están suspendidos, 
cambiando el color del agua y disminuyendo 
la turbiedad orgánica e inorgánica, además 
de eliminar microorganismos patógenos 
y cualquier sustancia productora de olor 
y sabor (Choy et al., 2016). Es por ello, 
que el uso de cualquier producto que 
realice estas funciones demanda grandes 
cantidades, que generalmente están sujetas 
a las características del agua a tratar, la 
concentración del coagulante, la intensidad 
y tiempo de mezcla. Lo que lleva a que en 
muchas ocasiones sea muy costoso. Por 
ello, la alternativa de emplear coagulantes 
naturales que faciliten este tratamiento.
El proceso de coagulación implica 
procesos químicos claves para lograr la 
desestabilización de las partículas coloidales, 
los factores a tener en cuenta son: la valencia,capacidad de cambio, tamaño de partículas, 
temperatura, concentración de iones H+ o pH, 
la relación cantidad tiempo y la alcalinidad. 
(Restrepo, 2009).
De acuerdo con estudios realizados 
por Mendoza et al en el 2000, concluyen 
que el pH y la dosificación del compuesto 
coagulante, son variables determinantes 
que indicen directamente en la eficacia 
en la remoción de turbidez. Es así, que a 
diferentes concentraciones de iones H+, 
la solubilidad de los coagulantes naturales 
coincide para asegurar la ruptura del campo 
magnético de los coloides y, así permitir la 
formación de flóculos. Otro factor clave es 
el cálculo de la dosificación de reactivo, 
pues en ausencia, no permite la fractura 
del campo magnético y la disminución del 
potencial Zeta, y el exceso de dosificación 
afecta el proceso de eliminación de sólidos 
coloidales. A través del test de jarras se 
pueden determinar dosis óptimas a utilizar 
en los procesos unitarios. Este análisis es 
vital para evitar el desperdicio de coagulantes 
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o evitar agregarlo en exceso, lo que puede 
generar un efecto no deseado, aumentando 
los valores de las unidades nefelométricas 
(NTU). Cabe resaltar que la turbidez es una 
las variables de mayor importancia en el 
Índice de Riesgo de Calidad de Agua (IRCA), 
que de acuerdo a la resolución 2115 de 2007, 
el no cumplimiento del parámetro mínimo 
permitido para turbidez, implica un aumento 
en el nivel de riesgo de la calidad del agua 
para consumo humano.
El uso de coagulantes naturales ha 
sido bastante estudiado para el proceso 
de tratamiento del agua (Guzmán et al., 
2013). Sin embargo, su uso se ha limitado a 
fuentes naturales ricas en almidón, debido 
al alto contenido de resinas poliméricas 
que favorecen los procesos de formación de 
flóculos (Bonilla, 2016). Por ejemplo, estudios 
realizados (Solís et al., 2012; Villabona et 
al., 2013; Trujillo et al., 2014; Barrios, 2016; 
Castiblanco et al., 2016) han documentado 
el uso de coagulantes naturales como el 
almidón de yuca, maíz, plátano y papa en 
el tratamiento de aguas residuales y aguas 
naturales para potabilizar. Sin embargo, en 
la actualidad se han venido desarrollando 
otros estudios de coagulantes naturales con 
algunas plantas como: retamo espinoso, 
malanga, sábila, fique, maguey, moringa, 
nopal, tuna, cardón guajiro y semillas de 
árboles como el tamarindo, el durazno y 
la caña fístula (Lédo et al., 2009; Gurdián-
López y Coto-Campos (2011); Lozano-Rivas, 
2012; López-Vidal et al., 2014; Contreras et 
al., 2015a; Contreras et al., 2015b; Guzmán 
et al., 2015; Cuadros, 2020).
Los coagulantes naturales están siendo 
ampliamente utilizados para el tratamiento 
de aguas naturales y aguas residuales, 
(Mendoza et al., 2000; Restrepo, 2009; 
Santana et al., 2017). Por ejemplo, las antiguas 
civilizaciones utilizaban polielectrolitos 
naturales para clarificar el agua. En la 
India usaban las semillas de agave para la 
clarificación de aguas turbias y en África 
los aldeanos añaden plantas nativas para 
reducir la turbiedad, olor y sabor al agua 
para consumo humano. Aunque se registra 
que los británicos fueron los primeros en 
utilizar polielectrolitos naturales como 
coadyuvantes coagulantes (Vásquez, 1994 
citado por Contreras y Gutiérrez, 2015).
Estudios realizados citados por 
Hernández y Triviño (2016), han reportado 
que el retamo espinoso (Ulex europaeus) 
posee un alto contenido de lignina, celulosa 
y hemicelulosa, polímeros que tienen la 
capacidad de retener metales pesados. En 
algunos países como Australia, Estados 
Unidos y el norte de México, el Ulex europaeus 
es considerado como una maleza que puede 
formar matorrales impenetrables espinosos 
densos a lo largo de los cursos de agua. En 
otros, como Tanzania, en África oriental, las 
semillas de esta planta son utilizadas como 
coagulante para el tratamiento del agua 
turbia, donde el suministro de agua potable 
no está disponible (Olivero et al., 2014).
Sin embargo, esta especie se caracteriza 
por producir hasta 20.000 semillas por año, 
situación que lleva a que esté presente en 
muchos lugares. Suele desarrollar múltiples 
tallos y ramificaciones, lo que tiende a 
invadir el terreno, (Beltrán y Barrera, 2014). 
Por ejemplo, en Colombia, los páramos han 
sido los mayormente afectados (Amaya-
Villarreal y Rengifo, 2010). Además, esta 
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planta presenta una característica de 
inflamabilidad por el contenido de aceites 
y otros metabolitos, incrementando la 
probabilidad de incendios forestales 
en sistemas naturales, seminaturales y 
periurbanos (Sánchez-Tapias y Vargas, 2007). 
De igual manera, estos incendios estimulan 
la germinación y dispersión de semillas de 
retamo espinoso, colonizando espacios que 
anteriormente eran ocupados por otras 
coberturas vegetales como los bosques 
nativos (Guzmán y Rey, 2019).
El presente estudio plantea como 
hipótesis, que el retamo espinoso en 
solución coagulante al 1% puede alcanzar 
eficiencias de remoción aceptables para 
el tratamiento primario del agua (León et 
al., 2016). Por ello, el objetivo es evaluar la 
eficiencia del Ulex europaeus a diferentes 
dosificaciones y niveles de pH con el fin de 
iniciar un proceso de estandarización que 
en un futuro permita proponer un método 
optimizado de tratamiento primario cuyas 
condiciones posibiliten reducir los costos 
y minimizar los impactos ambientales 
ocasionados por esta planta.
Materiales y Métodos 
El desarrollo metodológico consistió, 
inicialmente, en el proceso de recolección 
de la especie invasora, cuyo ejercicio implicó 
la documentación a cerca de la planta en 
Colombia y la selección del área para la toma 
de la muestra de retamo espinoso teniendo 
en cuenta la Resolución 469 de 2009 de 
la Corporación Autónoma Regional de 
Cundinamarca. Para este caso se seleccionó 
el Humedal Juan Amarillo en la ciudad de 
Bogotá D.C, que actualmente se ve afectado 
por el crecimiento de Ulex europaeus.
Posteriormente, el proceso de evaluación 
del Retamo Espinoso como coagulante 
natural se llevó a cabo en el laboratorio de 
análisis ambiental del Centro de Gestión 
Industrial CGI del SENA en tres etapas: i) 
Preparación de la solución coagulante 
y agua patrón, ii) Pruebas de floculación 
coagulación y iii) Caracterización 
fitoquímica. Por último, se desarrolló el 
análisis estadístico de los datos.
A continuación, se detalla cada una de las 
etapas anteriormente mencionadas:
Etapa I: Preparación de la solución 
coagulante:
Para preparar la muestra de agua estándar 
se sigue la metodología propuesta por 
los autores que conforman el equipo de 
investigación, en donde se utilizaron 10 g 
de caolín y se disolvieron en 1 L de agua tipo I, 
usando una plancha de agitación a 2000 rpm 
durante 30 minutos. Luego, la solución se 
dejó en reposo durante una hora para lograr 
una hidratación completa en un cono Imhoff. 
El material precipitado se separó, teniendo 
en cuenta la diferencia de densidades. El 
procedimiento se repitió para asegurar la 
dilución total del caolín. Posteriormente, el 
retamo espinoso crudo se pre-trató mediante 
lavado para eliminar impurezas y se dividió 
en secciones con una longitud máxima de 
5 cm. Luego, se tomaron 50 gramos y se 
secaron en un horno de calentamiento marca 
MRC, a 50 ° C±2 durante 48 horas, seguido 
de la molienda del material a un tamaño 
de partícula de menos de 1,4 mm; luego, la 
clorofila se separó mediante una extracción 
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sólido-líquido con cuatro reflujos de etanolde grado industrial al 96% en volumen / 
volumen de pureza. La solución se colocó en 
un desecador durante 48 horas para asegurar 
la evaporación del contenido residual del 
disolvente y posteriormente se almacenó en 
un matraz de disparo a 6 ° C ± 1. Finalmente, 
se preparó una solución al 1% en masa / 
volumen del coagulante natural, para ello 
se pesaron 5 gramos del material tratado y 
se añadieron 100 mL de agua destilada tipo 
II. La solución se colocó en una plancha de 
agitación a temperatura ambiente durante 
30 minutos a 600 rpm. La solución mezclada 
se filtró a (0,5 mm) y se transfirió a un matraz 
de bola de 500 mL con agua destilada tipo II 
para obtener una concentración de 1% peso 
/ volumen (5 g/500 mL).
Etapa II: Pruebas de Floculación y 
Coagulación
Una vez preparada la solución coagulante 
de retamo espinoso al 1 % de concentración 
Peso/Volumen, se adiciona la muestra de 
agua patrón estandarizada con caolín tipo 
industrial para alcanzar una turbidez de 
140±2 NTU, siguiendo el procedimiento de 
coagulación-floculación de acuerdo con la 
Norma Técnica Colombiana NTC-3903 de 
2010, se realizó la prueba de jarras a 150 
rpm durante 1 minuto para mezcla rápida 
y 40 rpm durante 30 minutos para mezcla 
lenta en un volumen de muestra de 400 mL 
con un floculador automático Marca Velp 
Scientifica.
Por último se procedió a realizar un 
diseño experimental aplicando la solución 
coagulante al 1% a tres muestras de agua con 
patrón de turbidez de 140±2 NTU (blanco) 
utilizando dosis de 3, 6, 9, 12 y 15 mL a escalas 
de pH entre 5, 7 y 9; con el objetivo de 
identificar a qué pH o dosificación la solución 
coagulante presentaba mayor remoción, 
para realizar el proceso de validación de 
pH se utilizó NaOH 0,1 M y HCl 0,1 M. Cada 
uno de los ensayos realizados a diferentes 
dosificaciones o nivel de pH se realizó por 
triplicado para disminuir el margen de error 
en el procedimiento.
Etapa III. Caracterización fitoquímica
Se realizó la caracterización fitoquímica 
que permitió identificar en el retamo 
espinoso metabolitos secundarios como: 
flavonoides, propiedad antioxidante 
proveniente de los grupos hidroxilo 
fenólico mediante dos métodos de 
extracción: extracción Soxhlet y extracción 
convencional. Para ello, se realizó la prueba 
de Shinoda, donde se adiciona zinc en polvo 
y ácido clorhídrico a 1 mL de extracción 
obtenida con etanol al 96%, permitiendo 
indicar si contiene flavanoles, flavanonas e 
isoflavonas (Máximo et al., 2002).
Se analizaron taninos y saponinas, 
compuestos fenólicos no nitrogenados y 
solubles en agua e insolubles en solventes 
orgánicos; estos metabolitos se separaron 
en taninos condensados e hidrolizables. 
Para analizar este componente, se usó 
acetato de plomo y 1 mL de extracto , en 
presencia de taninos, este reactivo genera 
un precipitado blanco.
Adicionalmente, se determinó la 
presencia de quinonas y antraquinonas, 
que contienen uno o más grupos hidroxilo 
en su cadena de carbono. Estos elementos 
dan a las plantas su color o propiedades 
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laxantes, dependiendo de la posición del 
grupo hidroxilo en la rama de carbono. 
Para realizar esta prueba, se tomó 1 mL de 
muestra y se añadió 1 mL de ácido clorhídrico 
y tres gotas de rodamina al 1 %.
Finalmente, los resultados obtenidos se 
analizaron estadísticamente en el software de 
IBM SPSS Statistics 20, corriendo un análisis 
univariado ANOVA, cuyo diseño experimental 
de 2 factores (pH-Dosis) se desarrolló con un 
α < 0,05; con el fin de encontrar diferencias 
en el porcentaje de remoción de turbidez 
en el agua entre las dosis de coagulante 
utilizadas (3, 6, 9, 12, y 15 mL) y las escalas 
de pH (5, 7 y 9 unidades). Las pruebas de 
hipótesis realizadas se desarrollaron con un 
nivel de confianza del 95% (α > 0,05) cuyas 
diferencias significativas se considerarán 
a un (α < 0,05) , efectuando las pruebas 
postANOVA de Tuckey, Ducan y Waller-Ducan, 
teniendo en cuenta la distribución normal 
de los datos y la respectiva aleatorización de 
los tratamientos.
Resultados
De acuerdo con los resultados que se 
obtuvieron de la evaluación del retamo 
espinoso como coagulante natural para 
el tratamiento del agua, se comprueba la 
hipótesis planteada donde el Ulex Europaeus 
tiene propiedades coagulantes que permiten 
la remoción de altos contenidos de turbiedad 
en el agua. Con soluciones de retamo espinoso 
al 1% se lograron eficiencias de remoción 
promedio entre el 34,5 % y el 40 % cuyo 
promedio de niveles de turbiedad fue menor 
a 100 NTU. Teniendo una eficiencia promedio 
del 37,0 %, en todos los ensayos realizados 
a diferentes dosificaciones y niveles de 
pH. Siendo el porcentaje de eficiencia 
más frecuente el 34,8 % de remoción de 
turbiedad. Cabe resaltar que se realizaron 
ensayos por triplicado, para tres niveles de 
pH diferentes (5, 7 y 9) y cinco niveles de 
dosificación de retamo (3, 6, 9, 12 y 15 mL); 
teniendo un total de 45 ensayos realizados 
cuya varianza del porcentaje de remoción fue 
del 29,5 % y desviación estándar del 5,4 %. 
En la (Figura 1a) se presenta un histograma de 
frecuencia que permite analizar la simetría 
y normalidad de los datos de la eficiencia 
de remoción de la solución de retamo al 1 % 
y en la (Figura 1b) los niveles de turbiedad 
final que posterior al tratamiento con el 
coagulante natural, registraron un promedio 
de 88,2 NTU, partiendo que la turbiedad 
inicial era 140 NTU, valor de turbidez del 
agua completamente estandarizado para 
todos los ensayos.
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a. b.
b.
Figura 1. Histograma de frecuencias que presenta el comportamiento de las eficiencias de 
remoción de turbiedad obtenidas y de la medición de turbiedad final de las muestras de agua 
posterior al tratamiento.
Fuente: Elaborado por los autores
De acuerdo con las dosificaciones 
trabajadas, las mejores eficiencias de 
remoción de turbiedad se alcanzaron con 9 
mL de solución de retamo al 1 % (Figura N° 
2a). Para el caso de las dosificaciones de 3, 
6, 12 y 15 mL se presentaron eficiencias de 
remoción de 34,5 %, 38,2 %, 35,4 % y 36,7 
% respectivamente (Tabla 1).
Por otro lado, de acuerdo con los niveles de 
pH la escala que mejor registró porcentajes 
de eficiencia de remoción de turbiedad fue 
la de 5 unidades con un promedio remoción 
de 38,3 %, seguido de la 7 (36,7 %) y por 
último, la de 9 unidades (35,9 %) (Figura 2b). 
El rango de variación no es tan amplio en las 
unidades de pH 5 y 9, sin embargo en la escala 
de pH 7 la variación es mayor y se alcanzan 
eficiencias superiores al promedio (37 %). 
Cabe resaltar que con el análisis univariado 
realizado existen diferencias significativas 
entre el pH 5 y 9, lo que indica que dicha 
remoción si cambia con un pH u otro.
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a. b.
Figura 2. Eficiencias de remoción según la dosificación de solución de retamo espinoso al 1 % 
(izquierda) y niveles de pH (derecha).
Fuente: Elaborado por los autores
Dado lo anterior, y con el ánimo de 
identificar tendencias en los resultados 
de manera más específica y detallada, se 
presenta a continuación los resultados del 
análisis estadístico ANOVA que permitió 
desarrollar comparaciones múltiples, 
entre las dosificaciones de solución de Ulex 
Europaeus al 1 % y las escalas de pH con el fin 
de identificar si hay diferencias de remoción 
de turbiedad entre ellas.
La (Tabla 1) presenta la relación de la 
variable dosificación de solución de retamo 
espinoso al 1 %, mediante análisis univariado 
obtenido, que permite identificar que 
existen diferenciassignificativas (σ < 0,05) 
entre las dosificaciones 6 y 9 mL con 3 y 12 
mL. De hecho, las pruebas post Hoc (DHS 
Tukey, Tukey B, Duncan y Walter Duncan) 
conforman tres grupos diferentes para 
dosificación, separando las dosificaciones 3 y 
12 mL que registraron remoción de turbiedad 
del 34,5–35.4 %, de las dosificaciones de 15 
mL que registra una remoción de turbiedad 
de 36,7 % y en un tercer grupo de 6 y 9 mL 
que registraron mejores porcentajes de 
remoción de turbiedad (38.2-40 %).
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Tabla 1. Matriz de comparaciones múltiples de dosificación de solución de retamo espinoso al 1 % 
con pruebas de hipótesis (posthoc)
Dosificación Solución 
Retamo al 1%
Diferencia 
de medias Sigma Post Hoc Dosificación Subconjuntos
 ( i ) ( j ) (i) y ( j ) 0.05 (95%) Alfa=0.05 Retamo al 
1 % 1 2 3
3 mL
6 -3,6811 0,031
DHS Tukey
3 34,5878
9 -5,5022* 0,001 12 35,4700 35,4700
12 -0,8822 0,944 15 36,7500 36,7500 36,7500
15 -2,1622 0,380 6 38,2689 38,2689
6 mL
3 3,6811 0,031 9 40,0900
9 -1,8211 0,549
Tukey B
3 34,5878
12 2,7989 0,155 12 35,4700 35,4700
15 1,5189 0,705 15 36,7500 36,7500
9 mL
3 5,5022 0,001 6 38,2689 38,2689
6 1,8211 0,549 9 40,0900
12 4,6200 0,004
Duncan
3 34,5878
15 3,3400 0,060 12 35,4700
12 mL
3 0,8822 0,944 15 36,7500 36,7500
6 -2,7989 0,155 6 38,2689 38,2689
9 -4,6200 0,004 9 40,0900
15 -1,2800 0,816
Waller-
Duncan
3 34,5878
15 mL
3 2,1622 0,380 12 35,4700 35,4700
6 -1,5189 0,705 15 36,7500 36,7500
9 -3,3400 0,060 6 38,2689 38,2689
12 1,2800 0,816 9 40,0900
Fuente: Elaborado por los autores
Igualmente los resultados obtenidos 
del análisis univariado para las diferentes 
escalas de pH (Tabla 2), se identificaron dos 
agrupaciones, cuyos mejores porcentajes 
de eficiencias de remoción de turbiedad 
del agua, se registraron para la escala de 
pH 5 (38,3 %), a diferencia del pH 9 que 
registró menores porcentajes de remoción 
de turbiedad (35,9 %), mientras que los 
resultados de remoción de turbiedad a pH 
7 no presenta diferencias significativas con 
los resultados de los pH 5 y 9 con porcentaje 
de remoción del 36 % (Figura 2b).
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Tabla 2. Matriz de comparaciones múltiples por escala de pH con pruebas de hipótesis (post hoc)
Escalas de pH Diferencia de 
medias Sigma Post Hoc Escalas Subconjuntos
( i ) ( j ) ( i  -  j ) 0.05 (95%) Alfa=0.05 pH 1 2
5
7 1,5700 0,218
DHS Tukey
9 35,9793
7 36,7753 36,7753
9 2,3660 0,039
5 38,3453
Tukey B.
9 35,9793
7
5 -1,5700 0,218
7 36,7753 36,7753
5 38,3453
9 0,7960 0,665
Duncan
9 35,9793
7 36,7753 36,7753
9
5 -2,3660 0,039
5 38,3453
Waller-Duncan
9 35,9793
7 -0,7960 0,665
7 36,7753 36,7753
5 38,3453
Por último, en la Figura 3 se presenta la 
correlación entre la eficiencia de remoción y 
la concentración de turbiedad final, teniendo 
una correlación inversa (R2= 0.94) en donde 
se obtiene que, a mayores porcentajes 
de eficiencia de remoción de la solución 
coagulante de retamo espinoso, menor será 
la turbiedad presente en el agua.
Figura 3. Correlación entre turbidez final y eficiencia de remoción del coagulante natural.
Fuente: Elaborado por los autores
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Discusión
De acuerdo con la evaluación realizada, 
el retamo espinoso tiene propiedades 
coagulantes en solución al 1 % (P/V), para 
el tratamiento del agua cuya turbidez esté 
en valores de 140 NTU, por su parte, Choque-
Quispe et al., (2018) define la necesidad de 
aumentar la dosis de coagulante de 1 % a 
3 % dado que presenta mejores resultados 
para la actividad floculante y % de remoción 
alcanzando valores de 48.580 ± 0.063 % y 
99.329 ± 0.060 % respectivamente, cuando 
es extraído con el solvente etanol. Según los 
resultados, las dosificaciones de 6 y 9 mL 
de solución de retamo al 1 % presentaron 
un bajo rango de variación en el porcentaje 
de remoción a diferencia las dosificaciones 
de 3 mL y 12 mL. Si se revisa con detalle la 
relación de las dos variables, se obtiene 
que con niveles de pH 7 las remociones 
más altas se dieron con dosificaciones 
mayores (15 mL) y cuando el pH es mayor 
(9 Unidades), los mejores porcentajes de 
remoción se alcanzaron con niveles más 
bajos de dosificación de 3 mL, teniendo una 
relación inversa. Aunque, los tres niveles de 
pH trabajados en cada una de las pruebas 
presentaron porcentajes de remoción por 
encima del promedio (37 %) confirmado que 
la efectividad de los compuestos naturales 
sin aditivos, generan desestabilización del 
potencial Zeta al ser agregados a muestras 
con altos niveles de turbidez. Dearmas, 
(2015) obtuvo resultados similares al probar 
moringa (Moringa oleífera) y cardón guajiro 
(Lemaireoreus griseus) en tratamiento de 
aguas residuales, concluyendo que dichos 
compuestos permiten remover unidades 
de NTU superiores al 30%. Por su parte, 
Guzmán et al, (2013) concluyen que el uso 
de los coagulantes naturales es ampliamente 
usado por su efectividad para la remoción 
de sólidos coloidales en el agua y que trae 
consigo otros beneficios fisicoquímicos.
Con relación al pH, el mejor porcentaje de 
remoción de turbiedad se presentó a escala 
5, indicando que, niveles ligeramente ácidos 
permiten condiciones favorables para que la 
solución coagulante forme (iones H+), lo que 
permite que estos iones disueltos en el agua 
se adhieran a los sólidos coloidales y a sus 
cargas, formando flocs y generando mayor 
desestabilización, lo que se traduce en una 
fracturación del campo eléctrico y por ende 
una aumento en la tasa de sedimentación 
de las partículas suspendidas coloidales, 
principales causantes de la turbiedad en el 
agua. Este resultado concuerda con el estudio 
realizado por Ortega Guerreo et al., (2019), 
quien utiliza aguas mieles provenientes 
del lavado de la semilla de café, con un pH 
promedio de 4±0,00, en el cuál al usar la 
pulpa de café como solución coagulante, 
se evidencia buen comportamiento en la 
remoción de sólidos coloidales, por lo que, 
el mejor funcionamiento se da pH ácidos, 
adicionalmente se resalta el aumento 
en el valor de la alcalinidad se debe a la 
concentración de los iones hidroxilos (OH-), 
carbonatos (CO32-) y bicarbonatos (HCO3
-) 
facilitando la coagulación de las partículas.
En síntesis, la evaluación del retamo 
espinoso como coagulante alcanzó porcentajes 
del 40 % de remoción con dosificaciones 
intermedias de 6 y 9 mL de solución de retamo 
al 1 % y a concentraciones de pH de 5 unidades 
(niveles de pH ligeramente bajos), reduciendo 
significativamente los niveles de turbiedad 
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en el agua sin la utilización de compuestos 
químicos sintéticos. En comparación con 
el estudio realizado por Feria et al., (2020) 
las remociones obtenidas para agua cruda 
con turbidez inicial de 150 NTU son entre el 
18 % y 27 % de manera independiente de la 
dosis aplicada y de la solución base de los 
extractos. Esto indica, que el retamo tiene 
mejores resultados en remoción de turbidez 
pues alcanza eficiencias por encima del 30 % 
a bajas concentraciones.
La eficiencia de remoción de turbiedad en 
el agua varía según la dosificación de solución 
de retamo y la escala de pH en la que se realice 
el ensayo. Este estudio presentó diferencias 
estadísticas significativas de remoción entre 
cada uno de los valores empleados tanto 
para dosificación, como para escala de pH 
(σ < 0.05). Sin embargo, con soluciones de 
retamo del 1 % las dosificacionesde 9 mL a 
pH 5 estuvieron en promedio con un 44,7 % 
de remoción de turbiedad.
Finalmente, se recomienda desarrollar 
más evaluaciones de retamo espinoso, 
empleando otras soluciones diferentes al 1 % 
y más niveles de dosificación y escalas de pH, 
además, se recomienda incluir la medición de 
otras variables como color y conductividad 
que permitan establecer correlaciones, para 
mejorar el análisis del proceso de tratamiento 
del agua con coagulante natural, con el fin de 
lograr estandarizar el proceso y establecer 
a diferentes concentraciones de turbiedad, 
diferentes dosificaciones del coagulante 
natural y concentraciones de la solución.
Conclusiones
La eficiencia de la remoción de las 
partículas coloidales representada en niveles 
de turbidez usando como solución coagulante 
retamo espinoso al 1 %, está asociado a la 
concentración de turbiedad del agua al inicio 
del tratamiento, dosificación de la solución 
y la escala de pH inicial. En ese sentido, el 
estudio realizado permitió determinar que 
las dosificaciones de 6 mL y 9 mL presentan 
en promedio una mayor remoción con el 
38,2 % y 40 % respectivamente, por otra 
parte, los datos reportados en la variación 
de pH indican que a pH 5 se obtiene una 
mayor remoción con un porcentaje del 38,3 
% seguido por el pH 7 con un 36 % y pH 9 con 
el 35,9 %. Adicionalmente, se concluye con 
un 95% de confianza que, para una turbiedad 
inicial de 140 NTU, una solución de retamo 
espinoso al 1 puede lograr remociones en 
promedio que oscilan entre el 34,5 % al 40 %.
Cabe resaltar, que el pH ácido es un factor 
que incide directamente en la eficiencia de 
la solución coagulante, debido a que las 
mayores remociones se presentaron a pH 5 
en una dosificación de 9 mL, lo que indica que 
a estos niveles se incrementa la efectividad 
de la solución y permite la desestabilización 
del campo eléctrico de los coloides presentes 
en la muestra analizada, favoreciendo la 
formación del floc y la tasa de sedimentación 
de las partículas coloidales. Razón por la cual, 
se recomienda que en futuras investigaciones 
se realice aumento en la concentración de 
la solución coagulante de retamo espinoso 
y se compruebe su mecanismo de acción 
en escalas de pH ácidas con diferentes 
volúmenes de dosificación.
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